如何计算加密数据的存储成本

Question

假设我有1MB的明文(仅作为一个例子)。我想使用对称加密算法(例如AES)加密它，并将明文和密文存储在内存空间中。密文是否与其相应的明文大小相同？我的意思是，在我的例子中，这是否意味着我需要2MB来存储明文和密文？你能提供推荐信吗？

Answer 1

密文是否与其相应的明文大小相同？

真的要看情况了。从密码学的角度来看，您可以这样做，但是有一些信息您确实希望与您的消息一起发送。因此，开销是恒定的，即与实际消息长度无关。如果你使用疯狂的双加密变体或怪异的自定义方案，当然，在这里你可能会得到线性增长。

在密文中可能提供或不提供的(有趣的)值可能包括下列值：

• 认证标签您真的想要这个，否则您将无法验证您正在接收的消息的完整性。它的大小通常从16 (GCM)到64字节(HMAC-沙-512)不等。
• Nonce / IV. --您确实希望这样做--因为否则您就没有机会获得实际的安全加密，而相同的消息将被加密到相同的密文中。这里引入的开销通常为0(完全依赖上下文)到16字节(CBC-IV)。
• 方案标识符您可能希望为您的方案添加一个标识符，以防您的应用程序支持或支持多个加密算法。这里的开销可能从一个字节到几个字节(OID)。
• 结构设计。通常，您希望您的各种数据类型尽可能按照标准进行结构，因此您可能希望使用类似于ASN.1的东西，这也会增加一些字节的开销(用于编码长度和类型)。
• 数据加密密钥。有时，人们也会对每个数据包使用不同的密钥来限制每个键的数据量。然后，数据加密密钥是可以解密消息内容的加密密钥。当然，这一间接费用也取决于所有其他列出的间接费用。
• 其他辅助数据。这可能包括应用程序定义的内容、协议版本和其他路由信息。

总之，您通常会看到一个常数开销，最小大小为32字节，最大大小为几百字节。

Answer 2

你的问题在这种形式上太宽泛了。

有许多不同的对称加密算法。它们大多为1MB的输入产生1MB的输出。它们中的大多数都是基于块的，因此它们将输入大小集合为块大小的倍数。如果您选择一个特定的算法，您可以自己检查确切的细节。但是，您不应该选择基于开销的加密算法，而应该选择基于安全性和性能的加密算法。

此外，通常在加密数据之前压缩数据，因为加密后不可能压缩数据。